如何通过放大器 IC、多路复用器将多个热电偶连接到 Arduino？

Question

我的应用程序需要测量 30 个传感器的温度，然后通过 Arduino 读取数据。即使我使用 Arduino UNO 或 Arduino Mega，工作电压也是 5V(UNO)，7~12V(Mega)。但是热电偶输出电压很小，所以我必须使用放大器 IC（MAX31855）作为 Arduino 模拟输入。

一开始我想用16路模拟输入的Arduino Mega，然后用1路多路复用器16通道（可能是74HC4067 IC）就可以满足30路传感器输入的需求。但是现在，我无法将热电偶直接连接到 74HC4067。 据我了解，我必须按照以下顺序连接：热电偶→放大器→多路复用器→Arduino。

但问题是：IC MAX31855 有 3 个输出（DO、CS、CLK）。所以我不知道如何将16个热电偶连接到MAX31855并将数据发送到多路复用器74HC4067。因为 16 个热电偶对应 16 个 IC MAX31855（48 个输出）到多路复用器。所以16通道多路复用器是不够的。

此外，我查看了 MAX31855 数据表，我们需要将 DO、CS、CLK 引脚连接到 Arduino 上的 SPI 引脚。但是 Arduino 只有 1 个 SPI 通道，我需要使用 30 个传感器。如何将 30 个热电偶连接到 Arduino（UNO 或 Mega）？请给我建议。

Answer 1

我会尝试使用 30 块 MAX31855。连接所有时钟和数据线。一次只给一个 MAX31855 其 ChipSelect，然后依次选择一个 MAX 并读取一个接一个的传感器。

您可能需要使用两个 4 位解码器（如 74HC154）来构建片选信号。我用falstad.com 找到的一个很好的交互式电路模拟器做了一个草图。六个开关是您的 arduino 的输出，32 个 LED 代表您的芯片选择。

只需在电路模拟器中选择File -> Import from text 并粘贴下面的脚本并开始切换开关。

$ 1 0.000005 0.04168620196785084 50 5 50
185 288 -80 480 -80 0 4
s 128 -144 288 -144 0 1 false
s 128 -80 288 -80 0 0 false
s 128 496 320 496 0 1 false
s 128 544 320 544 0 0 false
s 128 592 320 592 0 0 false
s 128 640 320 640 0 1 false
w 320 544 352 544 0
w 320 592 384 592 0
w 320 640 416 640 0
w 320 464 320 496 0
w 352 464 352 544 0
w 384 464 384 592 0
w 416 464 416 640 0
w 128 -144 128 -80 0
w 128 -80 128 496 0
w 128 640 128 592 0
w 128 592 128 544 0
w 128 544 128 496 0
R 128 -80 16 -80 0 0 40 5 0 0 0.5
162 480 -80 592 -80 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 -48 592 -48 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 -16 592 -16 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 80 592 80 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 48 592 48 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 16 592 16 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 112 592 112 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 144 592 144 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 176 592 176 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 400 592 400 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 368 592 368 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 272 592 272 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 304 592 304 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 336 592 336 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 240 592 240 2 default-led 1 0 0 0.01
162 480 208 592 208 2 default-led 1 0 0 0.01
w 592 -80 592 -48 0
w 592 -48 592 -16 0
w 592 -16 592 16 0
w 592 16 592 48 0
w 592 48 592 80 0
w 592 80 592 112 0
w 592 112 592 144 0
w 592 144 592 176 0
w 592 176 592 208 0
w 592 208 592 240 0
w 592 240 592 272 0
w 592 272 592 304 0
w 592 304 592 336 0
w 592 336 592 368 0
w 592 368 592 400 0
g 592 400 592 480 0
g 944 400 944 480 0
w 944 368 944 400 0
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w 944 304 944 336 0
w 944 272 944 304 0
w 944 240 944 272 0
w 944 208 944 240 0
w 944 176 944 208 0
w 944 144 944 176 0
w 944 112 944 144 0
w 944 80 944 112 0
w 944 48 944 80 0
w 944 16 944 48 0
w 944 -16 944 16 0
w 944 -48 944 -16 0
w 944 -80 944 -48 0
162 832 208 944 208 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 240 944 240 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 336 944 336 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 304 944 304 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 272 944 272 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 368 944 368 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 400 944 400 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 176 944 176 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 144 944 144 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 112 944 112 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 16 944 16 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 48 944 48 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 80 944 80 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 -16 944 -16 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 -48 944 -48 2 default-led 1 0 0 0.01
162 832 -80 944 -80 2 default-led 1 0 0 0.01
w 768 464 768 640 0
w 736 464 736 592 0
w 704 464 704 544 0
w 672 464 672 496 0
185 640 -80 832 -80 0 4
w 288 -144 640 -144 0
w 640 -144 640 -80 0
w 320 496 672 496 0
w 352 544 704 544 0
w 384 592 736 592 0
w 416 640 768 640 0

那里应该有一些电阻来保护 LED，但这仅用于演示。